磁性膨潤土的制備及其在水處理中的應(yīng)用研究.pdf

1、針對目前污水處理劑成本較高、制備工藝繁雜、處理效果較差，使凈化水難達到排放標準的缺陷，本文擬結(jié)合膨潤土高比表面積、強吸附性等特性，將其與 Fe3O4磁分離的能力相融合，采用溶劑熱法研制出新型的Fe3O4-殼聚糖@膨潤土復(fù)合水處理劑，并將其應(yīng)用于毒性較強的重金屬 Cr(VI)與難沉降的煤泥水的處理中。具體開展了以下研究：
　　1.優(yōu)選制備 Fe3O4納米粒子的方法與工藝參數(shù)。首先分別運用共沉淀法與溶劑熱法合成 Fe3O4納米粒子，通

2、過 X射線衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)、磁滯回線(VSM)對其晶型結(jié)構(gòu)、形貌及磁性進行表征，其次考察了不同活化劑及反應(yīng)時間對 Fe3O4形貌結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明：兩種方法合成的Fe3O4均具有良好的晶型結(jié)構(gòu)，且飽和磁化率分別為94.23 emu·g-1、63.16 emu·g-1，但相比于共沉淀法，溶劑熱法制備的Fe3O4分散性更好、形貌更規(guī)整；且在反應(yīng)時間為12 h，聚乙二醇200(PEG200)作為活化劑的條件下，F(xiàn)e3O4納

3、米粒子具有良好的分散性與完整的球形結(jié)構(gòu)，更有利于后續(xù)磁性膨潤土的制備。
　　2.選用殼聚糖為中間體，采用改良后的溶劑熱法研制出新型的 Fe3O4-殼聚糖@膨潤土水處理劑。通過 XRD、傅里葉紅外光譜(FTIR)、熱重-差熱分析(TG-DTA)、掃描電鏡(SEM)、TEM對其物質(zhì)組成、形貌結(jié)構(gòu)進行表征分析，并結(jié)合磁性膨潤土的理化性質(zhì)，探究了形成機理。結(jié)果表明：磁性膨潤土中納米磁性顆粒 Fe3O4具有良好晶型結(jié)構(gòu)，且分布均勻，未發(fā)生團

4、聚；Fe3O4-殼聚糖通過氫鍵締合作用與膨潤土形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，且當膨潤土質(zhì)量百分比為60％時，磁性膨潤土復(fù)合水處理劑的結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定。
　　3.將Fe3O4-殼聚糖@膨潤土應(yīng)用于降解Cr(VI)模擬廢水，考察了處理劑添加量、溶液初始濃度、pH值、反應(yīng)溫度及時間等因素對吸附過程的影響，并從吸附動力學(xué)方面對吸附特性及規(guī)律進行探究。結(jié)果表明：各因素對Cr(VI)的去除存在不同層度的影響，其中pH與反應(yīng)溫度對其影響較大，吸附效率及吸附量均隨 p

5、H的增大而減小，隨反應(yīng)溫度的增大而增大；吸附動力學(xué)遵循準二級動力學(xué)方程，吸附過程更傾向于化學(xué)吸附；重復(fù)使用5次內(nèi)，吸附效率不低于90%。
　　4.將 Fe3O4-殼聚糖@膨潤土應(yīng)用于煤泥水的絮凝沉降試驗中，通過XRD、FTIR、SEM、動態(tài)光散射(DLS)表征及 Zeta電位測定對比沉降前后物質(zhì)結(jié)構(gòu)、形貌狀態(tài)的變化，通過著重分析煤泥水 pH值對沉降過程的影響，并結(jié)合該絮凝劑的結(jié)構(gòu)及理化性能，從擴展DLVO理論的角度上出發(fā)，系統(tǒng)地研